Einrichtung zur Erfassung magnetischer Wechselfelder
Bei den bekannten Einrichtungen zur induktiven
Erfassung magnetischer Wechselfelder, insbe-
sondere bei Magnetop'honwiedergabeköpfen, bereitet
es Schwierigkeiten in der Wiedergabewicklung,
Anzeige- bzw. Wiedergabespannungen genügender
Größe zu erhalten. Die Schwierigkeiten liegen
einerseits darin begründet, daß die niederfrequen-
ten Feldänderungen infolge der an und für sich
kleinen Kraftlinienschnittgeschwindigkeiten nur
sehr geringe Spannungen induzieren und anderer-
seits die Wiedergabespannung von der aufgezeich-
neten Frequenz abhängig ist. Der Wiedergabever-
stärker muß daher für die niederste aufgezeichnete
Frequenz ausgelegt sein, was einen sehr hohen
Verstärkungsgrad bedingt, und außerdem entspre-
chende Mittel zur Entzerrung aufweisen, um eine
gleichmäßige Wiedergabe der einzelnen Frequenzen
zu erzielen. Die notwendige hohe Verstärkung
bringt jedoch viele Übelstände mit sich, unter
anderem eine großeBrummanfälligkeit undRöhren-
klingen. Zumindest muß daher der Hörkopf be-
sonders abgeschirmt und in der Anfangsstufe eine
unmikrophonische Röhre verwendet werden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung
zur Erfassung magnetischer Wechselfelder, insbe-
sondere ein Hörkopf für die. Wiedergabe magne-
tischer Tonaufzeichnungen, die nicht nur eine hohe
Empfindlichkeit besitzt und daher auch bei niederen
Frequenzen Wiedergabespannungen genügender
Größe liefert, sondern bei der auch die Änderung
der Größe der Wiedergabespannung von der auf-
gezeichneten Frequenz praktisch unabhängig, nur
.von der jeweiligen Amplitude der Niederfrequenz
bestimmt ist. Erfindungsgemäß läßt sich dies da-
durch erreichen, daß der magnetische Widerstand
der Einrichtung im Rhythmus einer zusätzlich
zugeführten Hilfsfrequenz (Trägerfrequenz) verändert wird, wobei
durch das zu erfassende Feld eine Modulation der Hilfsfrequenz entsteht. Bei Verfahren
zur magnetischen Tonaufzeichnung ist es an sich bekannt, Trägerfrequenzen zu verwenden,
so daß die Aufzeichnung aus einer mit Niederfrequenz modulierten Hochfrequenz besteht.
Dies setzt jedoch im Aufzeichnungsgerät eine eigene Modulatorstufe voraus. Demgegenüber
ermöglicht der erfindungsgemäße Hörkopf, die Tonaufzeichnung niederfrequent vorzunehmen,
da die Einführung der Hochfrequenz erst im Hörkopf selbst erfolgt.Device for the detection of alternating magnetic fields In the known devices for inductive
Acquisition of alternating magnetic fields, in particular
especially with magnetophone playback heads
there are difficulties in the playback winding,
Display and playback voltages are more sufficient
Size. The difficulties lie
on the one hand due to the fact that the low-frequency
th field changes as a result of the in and for themselves
small force line cutting speeds only
induce very low voltages and other
on the one hand, the playback voltage of the recorded
neten frequency is dependent. The playback
stronger must therefore for the lowest recorded
Frequency be designed what a very high
Degree of reinforcement conditional, and also corresponding
have corresponding means for equalization to a
even reproduction of the individual frequencies
to achieve. The necessary high gain
however, brings many evils with it
among other things, a great susceptibility to drumming and
sound. At least the hearing head must therefore
especially shielded and in the initial stage one
non-microphone tubes can be used.
The invention relates to a device
for the detection of alternating magnetic fields, in particular
special a headset for them. Playback magnetic
table sound recordings that are not just high
Has sensitivity and therefore also with low
Frequencies playback voltages more sufficient
Size delivers, but also the change
the size of the playback voltage from the
drawn frequency practically independent, only
.on the respective amplitude of the low frequency
is determined. According to the invention, this can be
by achieving that the magnetic resistance
the facility in the rhythm of an additional
supplied auxiliary frequency (carrier frequency) is changed, with the field to be detected modulating the auxiliary frequency. In methods of magnetic sound recording, it is known per se to use carrier frequencies so that the recording consists of a high frequency modulated at a low frequency. However, this requires a separate modulator stage in the recording device. In contrast, the hearing head according to the invention makes it possible to record the sound at a low frequency, since the high frequency is only introduced in the hearing head itself.
Die Modulation des Trägerfrequenzfeldes durch das zu erfassende niederfrequente
Feld kommt dabei auf folgende Weise zustande: Betrachtet man die Permeabilitätskurve
irgendeines hochpermeablen Materials, z. B. Megaperm, so steigt sie von einer bestimmten
Anfangspermeabilität (Megaperm,ua -3000) steil bis zu einem Maximum (Megaperm,t
"tax = 68ooo) an, um sodann wieder abzufallen. Sowohl der ansteigende wie der abfallende
Ast verlaufen zum Teil annähernd geradlinig. Zur Einstellung des gewünschten Arbeitspunktes
auf dem geradlinigen Teil der ,u-Kurve kann eine Gleichstromvormagnetisierung oder
das Feld eines permanenten Magnets dienen. Tritt nun, um als Beispiel die Verhältnisse
bei einem Magnetophonhörkopf näher zu beschreiben, das zugeführte hochfrequente
Feld in den Hörkopf ein, so bewirkt seine Durchflutung, daß der magnetische Widerstand
der Hochfrequenz des Hörkopfkreises sich ändert. Das zu erfassende (niederfrequente)
Feld findet demnach einen im Takt der Hochfrequenz schwankenden Widerstand vor.
Dies bewirkt, daß je nach der momentanen Größe des magnetischen Widerstandes das
Niederfrequenzfeld schwächer oder stärker auftreten wird, also eine Modulation des
Hochfrequenzfeldes mit der Tonfrequenz eintritt. Dieses resultierende Feld erzeugt
seinerseits in der Wiedergabespule eine tonfrequent modulierte Hochfrequenzspannung.
Wird die Trägerfrequenz entsprechend höher als die höchste aufgezeichnete Niederfrequenz
gewählt, so ist die Wiedergabespannung praktisch von der Frequenz der Tonaufzeichnung
unabhängig, da die induzierte Spannung im wesentlichen allein durch die Schnittgeschwindigkeit
der Kraftlinien des hochfrequenten Feldes bestimmt ist. Es ist daher möglich, auch
bei sehr tiefen Frequenzen eine verhältnismäßig große Wiedergabespannung zu erhalten,
so daß der Wiedergabeverstärker wesentlich kleiner als üblich ausgelegt werden kann.The modulation of the carrier frequency field by the low frequency to be detected
Field comes about in the following way: If you look at the permeability curve
any highly permeable material, e.g. B. Megaperm, it increases from a certain one
Initial permeability (Megaperm, including -3000) steep up to a maximum (Megaperm, t
"tax = 68ooo) to then decrease again. Both the rising and the falling
Branches run approximately in a straight line. For setting the desired operating point
on the rectilinear part of the, u-curve can be a direct current bias or
serve the field of a permanent magnet. Now take a look at the circumstances as an example
in the case of a magnetophone headset, to describe in more detail the high-frequency input
Field in the ear head, so its flow causes the magnetic resistance
the high frequency of the hearing head circuit changes. The (low-frequency)
Field therefore finds a resistance that fluctuates with the rhythm of the high frequency.
This has the effect that, depending on the instantaneous magnitude of the magnetic resistance, the
Low frequency field will occur weaker or stronger, so a modulation of the
High frequency field with the audio frequency occurs. This resulting field creates
in turn, an audio frequency modulated high-frequency voltage in the playback reel.
The carrier frequency becomes correspondingly higher than the highest recorded low frequency
is chosen, the playback voltage is practically the same as the frequency of the sound recording
independent, since the induced voltage is essentially solely due to the cutting speed
the lines of force of the high frequency field is determined. It is therefore possible, too
to get a relatively high playback voltage at very low frequencies,
so that the playback amplifier can be designed much smaller than usual.
Ob die Permeabilitätsänderung bei der magnetischen Modulation in erster
Linie von der Hochfrequenz oder von der Niederfrequenz herbeigeführt wird, ist an
sich nicht von entscheidender Bedeutung und richtet sich danach, welche der beiden
Frequenzen in ihrer Amplitude überwiegt. Wesentlich ist nur, daß die die Wiedergabespannung
induzierende Feldänderung im Hörkopf hochfrequent erfolgt.Whether the change in permeability in magnetic modulation in the first place
Line brought about by high frequency or low frequency is on
is not critical and depends on which of the two
Frequencies predominate in their amplitude. It is only essential that the display voltage
inducing field change in the hearing head takes place at high frequencies.
Zur näheren Erläuterung des Erfindungsgedankens zeigt die Zeichnung
in Fig. i ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hörkopfes für die Wiedergabe
magnetischer Tonaufzeichnungen in schematischer Darstellung und in Fig. 2 ein Diagramm
der auftretenden modulierten Wiedergabespannung in Abhängigkeit von der ;Zeit. Mit
i ist der magnetische Kreis des Hörkopfes bezeichnet, mit 2 dessen Luftspalt. 3
ist der Tonschriftträger. Auf dem Hörkopf ist die Hochfrequenzwicklung 4 angebracht,
die aus zwei Hälften 5 und 6 besteht, die einerseits auf dem Hörkopfkreis direkt
und andererseits auf dem magnetischen Nebenschluß 7 angeordnet sind. Zur Abnahme
der modulierten Hochfrequenz dient die Wicklung B. Wird die Wicklung 4 mit Hochfrequenz
beschickt, so schließt sich das hochfrequente Feld über dem Nebenschluß 7, so daß
praktisch keine hochfrequenten Kraftlinien den Tonschriftträger erreichen. Demzufolge
wird auch in der Wicklung 8 keine Spannung induziert werden. Im Diagramm, das die-
Abhängigkeit der induzierten Spannung von der Zeit zeigt, wird dieser Zustand durch
den Abschnitt 0-A auf der Zeitachse versinnbildlicht. Tritt vom Tonband her ein
niederfrequenter Kraftfluß in den Hörkopf ein, so findet er einen von der Hochfrequenz
abhängigen wechselnden magnetischen Widerstand vor, und es entsteht ein niederfrequent
modulierteshochfrequentes Feld, das eine entsprechend niederfrequent schwankende
Hochfrequenzspannung in der Wicklung 8 induziert (Abschnitt A-B auf der Zeitachse).
Die Phase der Spannung ist von der Feldrichtung, ihre Größe von der Feldstärke und
der Kraftlinienänderung in der Zeiteinheit abhängig. Diese Kraftlinienänderung in
der Zeiteinheit ist im wesentlichen durch die Größe der Trägerfrequenz allein gegeben,
so daß auch Gleichfelder eine hochfrequente Spannung in der Wicklung 8 hervorrufen.
Aus diesem Grund ist die Wiedergabespannung nicht nur wesentlich größer, als sie
mit den bisherigen Mitteln erzielt werden konnte, sondern auch von der Tonfrequenz
praktisch unabhängig.For a more detailed explanation of the inventive concept, the drawing shows
in Fig. i an embodiment of a hearing head according to the invention for playback
magnetic sound recordings in a schematic representation and in Fig. 2 a diagram
the occurring modulated playback voltage as a function of the; time. With
i is the magnetic circuit of the hearing head, with 2 its air gap. 3
is the tone script carrier. The high-frequency winding 4 is attached to the ear head,
which consists of two halves 5 and 6, the one on the ear head circle directly
and on the other hand are arranged on the magnetic shunt 7. For acceptance
the modulated high frequency is used by winding B. If winding 4 is at high frequency
charged, the high-frequency field closes over the shunt 7, so that
practically no high-frequency lines of force reach the tone writing medium. As a result
no voltage will be induced in winding 8 either. In the diagram that
Dependence of the induced voltage on the time shows this state is due
symbolizes section 0-A on the time axis. Enter from tape
low-frequency power flow into the hearing head, so he finds one from the high frequency
dependent changing magnetic reluctance before, and there is a low frequency
modulated high-frequency field, which is a correspondingly low-frequency fluctuating field
High frequency voltage induced in the winding 8 (section A-B on the time axis).
The phase of the voltage depends on the field direction, its magnitude on the field strength and
the change in the line of force in the unit of time. This line of force change in
the unit of time is essentially given by the size of the carrier frequency alone,
so that constant fields also cause a high-frequency voltage in the winding 8.
For this reason, the playback voltage is not only much greater than it
could be achieved with the previous means, but also from the audio frequency
practically independent.
Da, wie das Diagramm zeigt, nur eine trägerlose Modulation zustandekommt,
muß allerdings zur Erreichung einer normalen Modulationsart mit Träger eine Trägerwelle
erst phasenrichtig eingekoppelt werden. Eventuell kann auch auf eine eigene Wiedergabespule
verzichtet werden und einfach der Spannungsabfall an den Wicklungen des in sich
geschlossenen, magnetischen Kreises in einer Rückenschaltung miteinander oder mit
einer konstanten Hochfrequenzspannung verglichen werden, um den Modulationsgrad
zu vergrößern.Since, as the diagram shows, only a carrierless modulation occurs,
However, a carrier wave must be used to achieve a normal type of modulation with a carrier
are first coupled in with the correct phase. It may also be possible to use its own reel
can be dispensed with and simply the voltage drop across the windings of the in itself
closed, magnetic circuit in a back circuit with each other or with
a constant high frequency voltage can be compared to the degree of modulation
to enlarge.
Das Prinzip der Permeabilitätsänderung zum Zwecke der Modulation oder
magnetischen Verstärkung ist an sich bekannt und wird auch für Gleichstromverstärker,
Spannungsgleichhalter und magnetische Kipprelais verwendet. Für das Wiedergabeverfahren
von magnetischen Tonschriften ergibt sich jedoch durch die Anwendung dieses Prinzips
eine wesentliche Verbesserung, da die Tiefenentzerrung entfällt und auch die Verstärkungsziffer
der Wiedergabeverstärker herabgesetzt werden
kann. Die erfindungsgemäße
Einrichtung eignet sich besonders zur Wiedergabe niedrigster Frequenzen und kann
daher nicht nur für die Übertragung von Tonfrequenzen, sondern auch für andere Gebiete
der Elektrotechnik oder Meßtechnik angewendet werden.The principle of permeability change for the purpose of modulation or
magnetic amplification is known per se and is also used for direct current amplifiers,
Voltage equalizers and magnetic toggle relays used. For the playback process
of magnetic tone writing results from the application of this principle
a significant improvement, since the depth equalization is omitted and also the gain factor
the playback amplifier will be degraded
can. The inventive
The device is particularly suitable for reproducing the lowest frequencies and can
therefore not only for the transmission of audio frequencies, but also for other areas
in electrical engineering or measurement technology.